Laboratoorsed aurustid

Vastavalt lahuse liikumisele aurustis on:

Toote omadused

Tsirkuleeriv aurusti

Seda tüüpi aurusti võimaldab lahusel aurustis ringelda. Tsirkulatsiooni erinevate põhjuste tõttu võib selle jagada kahte kategooriasse: loomulik tsirkulatsioon ja sundringlus.
1. Tsentraalse tsirkulatsioonitoru aurusti, tuntud ka kui standardne aurusti. Selle küttekamber koosneb vertikaalsetest torukimpudest, mille keskel on suure läbimõõduga tsentraalne tsirkulatsioonitoru, ja teisi väiksema läbimõõduga küttetorusid nimetatakse keedutorudeks. Tsentraalse tsirkulatsioonitoru suurema suuruse tõttu on lahuse mahuühikuga hõivatud soojusülekandepind väiksem kui lahuse mahuühiku keemistorus hõivatud pind. See tähendab, et lahuse kuumutamisaste tsentraalses tsirkulatsioonitorus ja teistes küttetorudes on erinev, mille tulemuseks on keemistorus oleva auru-vedelike segu tihedus väiksem kui tsentraalses tsirkulatsioonitorus. Lisaks põhjustab tõusva auru ülespoole imemise efekt aurustis oleva lahuse moodustamise tsirkuleeriva voolu tsentraalsest tsirkulatsioonitorust, mis laskub tõusvasse keedutorusse. Sellist tsüklit põhjustab peamiselt lahuse tiheduse erinevus, mistõttu seda nimetatakse loomulikuks tsükliks. See efekt on kasulik soojusülekande efektiivsuse parandamiseks aurusti sees.
Lahuse hea tsirkulatsiooni tagamiseks on tsentraalse tsirkulatsioonitoru ristlõikepind- üldiselt 40-100% muude küttetorude kogu ristlõikepinnast; Küttetoru kõrgus on üldiselt 1-2m; Küttetoru läbimõõt on vahemikus 25-75mm. Seda tüüpi aurustit kasutatakse laialdaselt selle kompaktse struktuuri, lihtsa valmistamise, hea soojusülekande ja töökindla töö tõttu. Struktuuriliste piirangute tõttu ei ole rattasõidu kiirus aga suur. Küttekambris lahust pidevalt tsirkuleerides läheneb selle kontsentratsioon alati täislahuse omale, mille tulemuseks on lahuse kõrge keemistemperatuur ja efektiivse temperatuuri erinevuse vähenemine. See on tsirkuleerivate aurustite tavaline puudus. Lisaks ei ole seadmete puhastamine ja hooldus piisavalt mugav, mistõttu on seda aurustit keeruline tootmisnõuetele täielikult vastata.

2. Tsirkuleerivas aurustis oleva aurustusvedeliku lihtsa kristalliseerumise, katlakivi ja raske puhastamise puuduste ületamiseks on standardse aurusti, milleks on riputatud korvaurusti, struktuuri mõistlikum täiustus. Küttekamber 4 on nagu korv, mis ripub aurusti kesta alumises osas ja on asendatud tsentraalse tsirkulatsioonitoruga, millel on rõngakujuline kanal küttekambri välisseina ja aurusti siseseina vahel. Lahus tõuseb piki küttetoru keskosa ja voolab seejärel allapoole mööda rõngakujulist pilu riputatud korvküttekambri välisseina ja aurusti siseseina vahel, moodustades tsükli. Kuna rõngakujuline pilu pindala on ligikaudu 100–150% küttetoru kogu ristlõikepinnast, on lahuse tsirkulatsioonikiirus suurem kui tavalisel aurustil, ulatudes kuni 1,5 m/s. Lisaks saab selle aurusti küttekambri ülalt hoolduseks või vahetamiseks eemaldada ning soojuskadu on samuti suhteliselt väike. Selle peamiseks puuduseks on keeruline struktuur ja suur metallikulu soojusülekandepinna ühiku kohta.

3. Ülalmainitud loodusliku tsirkulatsiooniga aurusti tsirkulatsioonikiirus ei ole piisavalt suur, üldiselt alla 1,5 m/s. Aurusti sobivamaks muutmiseks kõrge viskoossusega, kergesti kristalliseeruvate või tugeva katlakiviga lahuste aurustamiseks ning lahuse ringluse kiiruse suurendamiseks, et pikendada töötsüklit ja vähendada puhastuskordade arvu.
Selle struktuurseks tunnuseks on keemiskambri lisamine kuumutuskambri peale. Kuumutuskambris olev lahus ei kee kuumutustorus keedukambris oleva vedelikusamba poolt lisatud staatilise rõhu tõttu. See saab keema hakata alles siis, kui tõuseb keemiskambrisse ja rõhk langeb. Seetõttu liiguvad lahuse keetmine ja aurustumine kuumutuskambrist ilma soojusülekandepinnata keedukambrisse, vältides nii kristallide või mustuse teket küttetorus. Lisaks on selle aurusti tsirkulatsioonitoru ristlõikepindala umbes 2-3 korda suurem kui küttetoru kogu ristlõikepindala ja lahuse tsirkulatsioonikiirus võib ulatuda 2,5–3 m/s või rohkem, seega on ka üldine soojusülekandetegur suhteliselt kõrge. Selle aurusti peamiseks puuduseks on suur temperatuuride erinevuse kadu, mis on põhjustatud vedelikusamba staatilisest rõhukõrgusest (vt täpsemalt 6.3.1). Teatud efektiivse temperatuurierinevuse säilitamiseks on auru soojendamiseks vajalik kõrge rõhk. Lisaks on seadmed suured, kulutavad palju materjale ja nõuavad kõrgeid tehaseid. Lisaks ülalmainitud loodusliku tsirkulatsiooniga aurustile kasutatakse sundtsirkulatsiooniga aurustit ka kõrge viskoossusega, kergesti kristalliseeruvate ja katlakiviga materjalide aurustamisel. Selles aurustis toetub lahuse ringlus peamiselt välisele jõule, mis on pumba abil sunnitud tsirkulatsiooni tekitamiseks teatud suunas voolama. Ringluskiiruse suurust saab reguleerida pumba voolukiiruse reguleerimisega, tavaliselt üle 2,5 m/s. Ka sundtsirkulatsiooniga aurusti soojusülekandetegur on suurem kui üldisel looduslikul tsirkulatsioonil. Kuid selle ilmselgeks puuduseks on suur energiatarbimine, mis nõuab umbes 0,4-0,8 kW küttepinna ruutmeetri kohta.

Ühesuunaline{0}}aurusti

Seda tüüpi peamine omadusLaboratoorsed aurustidon see, et lahus läbib kuumutuskambrit ainult üks kord aurustis ja väljub kontsentreeritud vedelikuna ilma ringvooluta. Kui lahus läbib kuumutuskambrit, voolab see kile kujul toru seinale, seega on see üldiselt tuntud kui vedelkile aurusti. Vastavalt materjalide erinevatele voolusuundadele aurustis jagunevad ühekäigulised aurustid järgmisteks tüüpideks.
1. Tõusva kileaurusti kuumutuskamber koosneb paljudest vertikaalsetest pikkadest torudest. Tavaliselt kasutatav küttetoru läbimõõt on 25–50 mm ja toru pikkuse ja toru läbimõõdu suhe on ligikaudu 100–150. Pärast eelkuumutamist juhitakse vedelik aurusti põhjast sisse ja kuumutatakse kuumutustorus, keeb ja aurustub kiiresti. Tekkiv aur tõuseb kuumutustorus suurel kiirusel. Sobiv väljalaskeauru kiirus normaalseks rõhul töötamiseks on 20–50 m/s ja alandatud rõhuga töötamise korral võib auru kiirus ulatuda 100–160 m/s või isegi kõrgemale. Lahust juhib tõusev aur, mis tõuseb kilena piki toru seina ja jätkab aurustumist. Auru ja vedeliku segu eraldatakse separaatoris 2 ning kogu vedelik juhitakse välja separaatori põhjast, sekundaarne aur aga ülevalt. Tuleb märkida, et kui vedelikust aurustunud vee kogus ei ole suur, on nõutavat aurukiirust raske saavutada, see tähendab, et tõusva kile aurusti ei sobi kontsentreeritud lahuste aurustamiseks; Samuti ei sobi see kõrge viskoossusega, kergesti kristalliseeruvate või katlakiviga materjalide jaoks.

2. Kukkuva kile aurusti ja tõusva kile aurusti erinevus seisneb selles, et toitevedelik lisatakse aurusti ülaosast ja raskusjõu toimel moodustab see piki toru seina laskumise moodi kile ning selle protsessi käigus aurustub ja pakseneb, saades selle põhja kontsentreeritud vedeliku. Tõusva kileaurusti erineva kile-moodustamismehhanismi tõttu suudab langeva kile aurusti aurustada suurema kontsentratsiooni, viskoossusega (nt vahemikus 0,05–0,45 Ns/m2) ja termilise tundlikkusega materjale. Kuid kuna toru sees on vedel kile ebaühtlane jaotus ja võrreldes tõusva kileaurustiga on väiksem soojusülekandetegur, ei sobi see siiski materjalidele, mis on altid kristalliseerumisele või kihistumisele.
Lahuse kiletaolise voolu tõttu ühesuunalises{0}}aurustis paraneb oluliselt konvektiivne soojusülekandetegur, mis võimaldab lahusel saavutada vajaliku kontsentratsiooni ühe läbimisega kuumutuskambrist ilma edasise tsirkulatsioonita. Seetõttu on sellel suuremad eelised kui tsirkulatsiooniaurustil. Lahuse mitteringluse eelised hõlmavad järgmist: (1) lahuse viibimisaeg aurustis on väga lühike, mistõttu on see eriti sobiv termotundlike materjalide aurustamiseks; (2) Kogu lahuse kontsentratsioon ei ole alati lähedane valmisvedeliku kontsentratsioonile nagu tsirkulatsioonitüübis, seega on selle aurusti efektiivne temperatuuride erinevus suhteliselt suur. Selle peamiseks puuduseks on see, et see on üsna tundlik etteandekoormuse kõikumiste suhtes ning kui konstruktsioon või töökorraldus ei sobi, ei ole kilet lihtne moodustada. Sel ajal väheneb oluliselt konvektiivse soojusülekande koefitsient.

3. Kaabitsa aurustil on aurusti kesta sees kuumutusauru särg, mis on varustatud pööratavate labade või kaabitsatega. Kaabitsaid on kahte tüüpi: fikseeritud tüüpi ja rootori tüüpi. Esimese ja kesta siseseina vahe on 0,5-1,5 mm, samas kui vahe viimase ja seina vahel varieerub sõltuvalt rootori pöörete arvust. Vedelik lisatakse tangensi suunas aurusti ülemisest osast (lisatakse ka kaabitsaga koaksiaalselt materjalialusele). Tänu gravitatsioonile, tsentrifugaaljõule ja pöörleva kaabitsa toimele moodustab lahus seadme siseseinale allapoole pöörleva kile ning selle protsessi käigus aurustub ja kontsentreerub, lõpetades vedeliku tühjendamise põhjas. Seda tüüpi aurusti on ühesuunaline aurusti, mis kasutab kile moodustamiseks välist voolu. Selle silmapaistvaks eeliseks on tugev kohanemisvõime materjalidega ja lühike viibimisaeg, tavaliselt mõni sekund või kümneid sekundeid, mistõttu sobib see kõrge viskoossusega (nt tanniiniekstrakt, mesi jne) ja materjalide jaoks, mis on altid kristalliseerumisele, katlakivi tekkele ja kuumatundlikkusele. Kuid selle struktuur on keeruline ja tarbib palju energiat, mis nõuab umbes 1,5-3 kW soojusülekandepinna ruutmeetri kohta. Lisaks on selle töötlemisvõimsus väga väike ning tootmis- ja paigaldusnõuded kõrged.

Otsese kontaktiga soojusülekandega aurusti

Tegelikus tootmisesLaboratoorsed aurustidMõnikord kasutatakse otsekontaktiga soojusülekannet. See segab kütuse (tavaliselt gaasi ja õli) õhuga ja põletab seda lahusesse sukeldatud põlemiskambris, tekitades kõrgel-temperatuuril leegi ja suitsu, mis pihustatakse põlemiskambri põhjas olevate düüside kaudu otse aurustunud lahusesse. Kõrge temperatuuriga gaas ja lahus puutuvad otseselt kokku, samal ajal kui soojusülekanne toimub vee aurustamiseks ja aurustamiseks. Saadud veeaur ja heitgaas juhitakse koos välja aurusti ülaosast. Selle põlemiskambri sukeldumissügavus lahuses on üldiselt 0,2-0,6 m ja põlemiskambrist väljuva gaasi temperatuur võib ulatuda üle 1000 kraadi. Tänu otsesele kontaktsoojusülekandele on selle soojusülekandeefekt väga hea ja soojuse kasutusmäär kõrge. Fikseeritud soojusülekandeseina puudumise tõttu on konstruktsioon lihtne ja sobib eriti hästi kristalliseerumisele, katlakivile ja korrosioonile kalduvate materjalide aurustamiseks. Seda on laialdaselt kasutatud happejäätmete töötlemisel ja ammooniumsulfaadi lahuse aurustamisel. Aga kui aurustunud vedelikku ei lasta suitsuga saastada, siis seda tüüpi aurusti üldjuhul ei sobi. Ja suure koguse suitsu tõttu on sekundaarse auru kasutamine piiratud. Lisaks on düüs kõrge temperatuuriga vedelikku sukeldamise tõttu rohkem kahjustada saanud. Ülaltoodud sissejuhatusest on näha, et aurustite struktuurseid tüüpe on palju, millest igaühel on oma eelised, puudused ja rakendatavad olukorrad. Valimisel tuleb kõigepealt kaaluda, kas see suudab kohaneda aurustunud materjali protsessiomadustega, sealhulgas viskoossuse, termilise tundlikkusega, söövitavusega ja kas see on altid kristalliseerumisele või katlakivile. Seejärel peab sellel olema lihtne struktuur, lihtne tootmine, madal metallitarbimine, mugav hooldus, hea soojusülekandeefekt jne.